環(huán)境工程原理課件第一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日參考書目譚天恩主編,《化工原理》，化學(xué)工業(yè)出版社,1984柴誠敬主編,《化工原理》(上,下冊),高等教育出版社,2005蔣維鈞等編著,《化工原理》(第二版)清華大學(xué)出版社,2003余國琮主編,《化學(xué)工程辭典》(第二版),化學(xué)工業(yè)出版社,2003郭仁惠主編，《環(huán)境工程原理》，化學(xué)工業(yè)出版社2008張柏欽主編，《環(huán)境工程原理》，化學(xué)工業(yè)出版社,2008周集體主編，《環(huán)境工程原理》，大連理工大學(xué)出版社，2006第二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第一章緒論

一、環(huán)境問題與環(huán)境學(xué)科的發(fā)展

一）、環(huán)境問題的產(chǎn)生及面臨的環(huán)境問題

環(huán)境

(Environment－泛指；Surroundings－周圍，環(huán)境，側(cè)重物質(zhì)的；circumstance－境況，情況,情形,環(huán)境；setting－安裝，調(diào)整，背景，環(huán)境]

環(huán)境：是一泛指名詞。環(huán)者繞，圍繞，境者疆，疆土。當(dāng)今對環(huán)境的概念有不同的理解，提法多種。

某一特定生物體或生物群體以外的空間，以及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的一切事物的總和

第三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日社會環(huán)境——人們生活的社會經(jīng)濟(jì)制度和上層建筑的環(huán)境條件。如經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、政治制度、法律制度、教育、文化藝術(shù)。自然環(huán)境——人們賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)條件，即自然界。包括：空氣、水、土壤、動植物等。各組成不同，又可分為不同的地理環(huán)境：大氣圈、水圈、土壤圈、巖石圈、生物圈、地質(zhì)和宇宙環(huán)境。我們這里所說的環(huán)境主要是人類生存環(huán)境，主要指自然環(huán)境，尤其是生物圈。第四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日環(huán)境問題是指由于人類活動作用于周圍環(huán)境所引起的環(huán)境質(zhì)量變化，以及這種變化對人類的生產(chǎn)、生活和健康造成的影響?；颦h(huán)境問題是指全球環(huán)境或區(qū)域環(huán)境中出現(xiàn)的不利于人類生存和發(fā)展的各種現(xiàn)象

人類在改造自然環(huán)境和創(chuàng)建社會環(huán)境的過程中，自然環(huán)境仍以其固有的自然規(guī)律變化著。社會環(huán)境一方面受自然環(huán)境的制約，也以其固有的規(guī)律運動著。人類與環(huán)境不斷地相互影響和作用，產(chǎn)生環(huán)境問題。環(huán)境問題多種多樣，歸納起來有兩大類：一類是自然演變和自然災(zāi)害引起的原生環(huán)境問題，也叫第一環(huán)境問題。如地震、洪澇、干旱、臺風(fēng)、崩塌、滑坡、泥石流等。一類是人類活動引起的次生環(huán)境問題，也叫第二環(huán)境問題和“公害”。次生環(huán)境問題一般又分為環(huán)境污染和生態(tài)破壞兩大類。第五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日人類不但在環(huán)境中生存，還同時利用和改造著環(huán)境。近百年來，人類這種利用和改造環(huán)境的活動是巨大的：①現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展;②資源、能源被大量開發(fā)利用;③大型工程的興建;④人口過分增長并集中于城市等.

已對環(huán)境變化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，自然環(huán)境條件受到直接或間接、近期或長遠(yuǎn)的、明顯或緩慢的污染和破壞，嚴(yán)重威脅著生物體和人類更好地生存。環(huán)境破壞的原因：第七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日環(huán)境破壞帶來的影響危害：(1)威脅人類的健康與安全：空氣污染引起呼吸道病，放射性及毒物污染導(dǎo)致癌癥，噪聲破壞聽力。(2)自然環(huán)境破壞加劇：水體破壞導(dǎo)致水生生物死亡，飲用水質(zhì)下降，植被破壞引起水土流失，洪澇、干旱發(fā)生的頻率劇增。(3)生態(tài)系統(tǒng)失衡：生物滅絕，土壤沙漠化，氣候變暖或變壞。

所以，環(huán)境保護(hù)是有關(guān)人類生存的重要問題。第八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日環(huán)境污染的產(chǎn)生，有自然的原因(如火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、地震等)；但絕大部分是人類活動的后果，目前亟待解決的全球性的環(huán)境問題有：（十大環(huán)境問題:溫室效應(yīng)、酸雨肆虐、森林銳減、水土流失、水危機、土地荒漠化、臭氧層遭破壞、物種滅絕、垃圾成災(zāi)、有毒化學(xué)品污染。)

1.氣候變暖：（GreenhouseEffect,大氣中的CO2、CH4、N2O、CFCs(氯氟烴)、氟化碳（PFCS）六氟化硫（SF6）及其它等溫室氣體含量增高所致）

CO2含量增高的原因：①化石燃料完全燃燒后排放出大量的CO2。②大量的森林被砍伐。從而使大氣中的濃度不斷提高，超過自然界的平衡能力，出現(xiàn)了溫室效應(yīng)。

CO2為三原子氣體，能夠讓太陽短波輻射通過，但卻可以強烈地吸收長波輻射，就像溫室中玻璃保溫一樣，使地表大氣溫度提高。

氣候變曖的后果：森林、濕地、極地冰土破壞；物種滅絕加速；海水升溫，海平面上漲，沿海淹沒；引起氣候異常，海洋及大氣環(huán)流變化、洪澇、旱災(zāi)。二）目前存在的環(huán)境問題第九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日根據(jù)IPCC（聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會）報告：過去100年全球平均氣溫升高了0.74℃，最近50年有加速之勢；海表面溫度在升高，陸地表面溫度升高得更快；海平面在持續(xù)上升，北半球雪蓋和極冰、冰川和凍土正在持續(xù)減少。從現(xiàn)在開始到2100年，全球平均氣溫的“最可能升高幅度”是1.8℃～4℃，海平面升高幅度是18厘米～59厘米

近100年來，中國平均地表氣溫明顯升高，升溫幅度約為0.5－0.8℃；近50年中國增暖尤其明顯，我國平均地表氣溫增加1.1℃，增溫速率為0.22℃／10年，明顯高于全球或北半球同期平均增溫速率。(自1905年以來中國地表年平均氣溫明顯增暖,升高幅度約為0.79℃,增溫速率約為0.08℃/10a,比同期全球或北半球平均略高.但是,20世紀(jì)80年代初以來的增溫似乎不比30～40年代明顯,而20世紀(jì)50～60年代地表氣溫的變冷卻比全球或北半球顯著得多

)第十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日溫室氣體種類和特征

種類增溫效應(yīng)（%）二氧化碳（二氧化碳）63%甲烷（CH4）15%氧化亞氮（N2O）4%氫氟氮化物（HFCS）

全氟化碳（PFCS）11%六氟化硫（SF6）及其它7%《京都議定書》附件A給出了人類排放的溫室氣體主要有6種，即二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、和六氟化硫（SF6）。其中對氣候變化影響最大的是CO2。它產(chǎn)生的增溫效應(yīng)占所有溫室氣體總增溫效應(yīng)的63％，在大氣中存留期最長可達(dá)200年

第十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日正常雨水的pH=？什么是酸雨?正常雨水的pH=5.6，弱酸性。酸雨：pH<5.6的雨水、凍雨、雪、雹、露等大氣降水。產(chǎn)生原因：化石燃料燃燒、金屬冶煉排放的酸性物質(zhì)SO2，NOX，經(jīng)過大氣化學(xué)、物理過程形成硫酸和硝酸。酸雨成分中硫酸占60％～70％，硝酸占30％，鹽酸占5％，有機酸占2％。2.酸雨第十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日據(jù)統(tǒng)計，全球每年排放進(jìn)大氣的二氧化硫約1億噸，二氧化氮的5000萬噸，所以，酸雨主要是人類生產(chǎn)活動和生活造成的。目前，全球已形成三大酸雨區(qū):(1)我國覆蓋四川、貴州、廣東、廣西、湖南、湖北、江西、浙江、江蘇和青島等省市部分地區(qū)，面積達(dá)200多萬平方公里的酸雨區(qū)是世界三大酸雨區(qū)之一。我國酸雨區(qū)面積擴(kuò)大之快、降水酸化率之高，在世界上是罕見的。(2)以德、法、英等國為中心，波及大半個歐洲的北歐酸雨區(qū);(3)包括美國和加拿大在內(nèi)的北美酸雨區(qū)2010年第一次全國污染源普查：中國二氧化硫排放總量達(dá)到2320萬噸,氮氧化物排放總量1797.70萬噸我國以外的這兩個酸雨區(qū)的總面積大約1000多萬平方公里，降水的pH值小于0.5，有的甚至小于0.4。第十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

50年代以前，酸雨只在局部地區(qū)出現(xiàn)。70年代初，北歐、英國和西德，酸雨造成的環(huán)境酸化程度超過正常值的10倍以上，1974年科西嘉島，pH≈2.4。1982年美國15個州的降水pH﹤4.8。

我國70年代末發(fā)現(xiàn)酸雨。目前酸雨面積已擴(kuò)大到國土面積的30％以上。主要分布于長江以南、青藏高原以東及四川盆地。長沙，pH﹤3.54。北方地區(qū)也有一些城市，如青島、圖們、太原等。目前，我國與日本已成為步北歐、北美后的世界第三大酸雨區(qū)。第十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日后果：水體過度酸化，影響魚類生存；破壞植物葉面臘質(zhì)，影響新陳代謝；引起人類疾病和死亡；腐蝕建材、金屬品、文物古跡?！?010年,根據(jù)國家環(huán)保局統(tǒng)計，目前我國每年排放的SO2超過

2320萬t，因酸雨造成的損失每年超過

4500億元，相當(dāng)于每噸SO2造成的損失近

2W元。第十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日在酸雨區(qū)，酸雨造成的破壞彼彼皆是，觸目驚心，如在瑞典的9萬多個湖泊中，已有2萬多個遭到酸雨危害，4千多個成為無魚湖。美國和加拿大許多湖泊成為死水，魚類、浮游生物、甚至水草和藻類均一掃而光。北美酸雨區(qū)已發(fā)現(xiàn)大片森林死于酸雨。德、法、瑞典、丹麥等國已有700多萬公頃森林正在衰亡。我國四川、廣西等省有10多萬公頃森林也正在衰亡。世界上許多古建筑和石雕世術(shù)品遭酸雨腐蝕而嚴(yán)重?fù)p壞，如我國的樂山大佛、加拿大的議會大廈等。最近發(fā)現(xiàn)，北京蘆溝橋的石獅和附近的石碑，五塔寺的金剛寶塔等均遭酸雨浸蝕而嚴(yán)重?fù)p壞。第十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日臭氧層可吸收太陽紫外輻射的99%，保護(hù)人類及生物。原因:主要是排放到大氣中的氯氟烴類(氟里昂)易被氧化，使O3失氧；N2O也有類似作用。后果：皮膚癌和白內(nèi)障增加[臭氧層被破壞，使得太陽紫外線照射到地球上的量增多，如青藏地區(qū)白內(nèi)障患者(失明)比例很多];

殺死魚苗;破壞植物的光合作用。[海拔高，則紫外線到達(dá)地面過程中衰減的量就少]3.臭氧層破壞[臭氧層被破壞，減少。氯氟烴類、N2O的作用使O3]第十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日臭氧的形成早期地球大氣層的氣體，主要是以二氧化碳（CO2）、水氣（H2O）、氮氣（N2）等氣體為主，后來海洋中藻類大量繁殖，光合作用的結(jié)果使得大氣中的氧氣（O2）開始增多，氧氣受到紫外線的照射產(chǎn)生臭氧（O3）。臭氧是無色、有毒、有刺激味的氣體，在對流層中含量較少。大部分的臭氧分布在地球表面上空10到50公里處(平流層中)。其中距地表25公里附近高空臭氧的濃度最大，稱為臭氧層臭氧層第十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日臭氧的功能吸收紫外線，減少生物直接遭受紫外線的照射，陸地上的生物便能在此一保護(hù)傘下，順利的生長與繁殖。透過水的保護(hù)，最早的生命出現(xiàn)在海洋中。陸地上一直到四億多年前有了臭氧層後，蘚苔、蕨類、昆蟲、兩生類、爬蟲類等生物才陸續(xù)出現(xiàn)在陸地上，讓大地生命開始蓬勃發(fā)展起來。第十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日臭氧層的破壞1985年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)南極上空的臭氧濃度有減少的現(xiàn)象，尤其是每年十月更是明顯，臭氧濃度只有正常濃度的四分之一左右。第二十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日從人造衛(wèi)星所拍攝的圖片顯示，南極上空臭氧濃度減少，此即俗稱的「臭氧洞」。第二十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日破壞臭氧層的元兇主要是氟氯碳化物（CFCs）被大量使用於噴霧推進(jìn)劑和冷媒等。CFCs在強烈的紫外線照射下，光解釋放出具有催化活性的原子態(tài)氯，而O3會產(chǎn)生激發(fā)態(tài)氧原子(O)，如果(O)遇到具有催化活性的基團(tuán)、原子或分子，就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被消耗掉。因而減少了臭氧量，形成「臭氧洞」。這種反應(yīng)活化能很小，反應(yīng)快速，可循環(huán)反應(yīng)多次，一個氯原子可以破壞10萬個O3。Cl＋O3→ClO＋O2，ClO＋O→Cl＋O2

臭氧減少後，紫外線照射到地表的量會增加，危及地表生物的生存。破壞O3的物質(zhì)：氯氟烴(氟利昂)、哈龍、氮氧化物N2O、四氯化碳、甲烷。第二十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日臭氧層的保護(hù)1990年簽訂了蒙特婁議定書，各國同意在1995年全面禁止使用氟氯碳化物CFCs。為了減少氟氯碳化物對臭氧層的傷害，化學(xué)家合成兩類氟氯碳化物的替代品，一為不含氯的氫氟碳化物，另一為易被破壞的氫氟氯碳化物。雖然如此，但是要讓臭氧層恢復(fù)原有濃度，科學(xué)家估計仍要半世紀(jì)之久。第二十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日4.大氣污染自然原因：火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、巖石圈風(fēng)蝕、海嘯、地震。人為原因：燃燒、工業(yè)生產(chǎn)、交通的各種排放物。有氣態(tài)污染物：SO2、SO3、H2S；NO、NO2；CO、CO2；CmHn;HF；固液態(tài)污染物：粉塵、煙塵、霧(油、酸，液滴)后果：（1）危害人體健康（呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)中毒）；（2）植物細(xì)胞和組織器管發(fā)生生理和生物化學(xué)變化，生長受阻，產(chǎn)量下降或死亡；（3）建筑、金屬品被腐蝕；（4）大氣：酸雨、氣候變暖，O3破壞等。第二十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日▲圖2工廠排放的廢氣工廠排放出來的廢氣不但污染空氣，有些工廠和焚化爐的廢氣更含有毒素，如一氧化碳、二氧化硫等等。

▲圖3居家環(huán)境的空氣汙染居家環(huán)境也會有空氣污染的產(chǎn)生，如：二手煙、炒菜的油煙、及隨地棄置的垃圾等等第二十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日1).按污染源存在的形式分為固定源和流動源兩類:所謂固定源就是位置和地點固定不變的污染源。主要指工礦企業(yè)在生產(chǎn)中排放的大量污染物。冶金、鋼鐵、建材等工業(yè)企業(yè)都是對大氣環(huán)境污染嚴(yán)重的固定源。流動污染源是指交通工具在行駛時向大氣中排放的有害氣體而形成的污染源。2).按人類社會活動功能劃分:工業(yè)污染源、農(nóng)業(yè)污染源、交通運輸污染源和生活污染源等。第二十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日工業(yè)污染源由火力發(fā)電、鋼鐵、化工和硅酸鹽等工礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中所排放的煤煙、粉塵及有害化合物等形成的污染源。此類污染源由于不同工礦企業(yè)的生產(chǎn)性質(zhì)和流程工藝的不同，其所排放的污染物種類和數(shù)量大不相同，但有一個共同的特點是，排放源集中、濃度高、局地污染強度高。是城市大氣污染的罪魁禍?zhǔn)?。第二十七頁，共一百二十二頁?022年，8月28日農(nóng)業(yè)污染源

主要是不當(dāng)施用農(nóng)藥、化肥、有機糞肥等過程產(chǎn)生的有害物質(zhì)揮發(fā)擴(kuò)散，以及施用后期NOX、CH4、揮發(fā)性農(nóng)藥成分從土壤中逸散進(jìn)入大氣等形成的污染源。交通運輸污染源

由汽車、飛機、火車和輪船等交通運輸工具運行時向大氣中排放的尾氣。這類污染源屬流動污染源，主要污染物是煙塵、碳?xì)浠衔?、NOX、金屬塵埃等，是城市大氣環(huán)境惡化的主要原因之一。第二十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

生活污染源

是指居民日常燒飯、取暖、沐浴等活動，燃燒化石燃料而向大氣排放煙塵、SO2、NOX等污染物。這類污染源屬固定源，具有分布廣、排量大、污染高度低等特點，是一些城市大氣污染不可忽視的污染源。但是，隨著城市電氣化的推進(jìn)，城市生活污染源將從根本上得到遏制。第二十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日5.海洋生態(tài)危機

[海洋污染造成]海洋是大部分污染物的最終歸宿：降雨、地表徑流、河流湖泊、地下水流、直接排放[如海洋石油直接污染、垃圾傾倒、排污等]。使之有很高的鹽分（35g/升），使海洋生物大量減少，尤其是近海。石油污染：石油的海上運輸事故、沖洗排放、采油平臺、輸油管的泄漏；來自陸地油田、車輛、機器的散溢的石油和潤滑油。近海赤潮:

氮和磷引起富營養(yǎng)化，藻類“爆發(fā)”地增長，下層水生植物不能生長而死亡，消耗水中氧氣，產(chǎn)生H2S等還原性有毒氣體。[海洋污染特點]：①污染源廣；②持續(xù)性強；③擴(kuò)散范圍大；④控制復(fù)雜。第三十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日來源：①工業(yè)污染源：廢水成份復(fù)雜，品種繁多；②農(nóng)業(yè)污染源：農(nóng)藥，化肥、家畜排泄物；③交通污染源：清洗廢水，油脂泄漏；④生活污染源：生活廢水，有機物，N、P富營養(yǎng)化。[廚房廢水、衛(wèi)生沖洗水、洗澡用水]后果：水質(zhì)惡化，生存環(huán)境受到威脅。6.水體污染第三十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

水污染的危害

水體受到污染后，會對人體的健康，工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)作物生長等都會產(chǎn)生許多危害和不良影響。（1）水體污染對人體鍵康的危害（2）對工業(yè)生產(chǎn)的影響（3）對農(nóng)業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)的影響第三十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日生物富集作用某湖泊中的生物富集作用水俁病長期食用被甲基汞污染的魚類和貝類所致的甲基汞中毒,并定名為水俁病。1956年左右于日本熊本縣水俁市附近發(fā)生。水俁病實際為有機汞的中毒?；颊呤肿銋f(xié)調(diào)失常，甚至步行困難、運動障礙、弱智、聽力及言語障礙、肢端麻木、感覺障礙、視野縮??；重者例如神經(jīng)錯亂、思覺失調(diào)、痙攣，最后死亡。

發(fā)病起三個月內(nèi)約有半數(shù)重癥者死亡，懷孕婦女亦會將這種汞中毒帶給胎中幼兒，令幼兒天生弱智。水俁yǔ病第三十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

固體廢棄物又稱垃圾，是指人類在生產(chǎn)過程和社會生活中丟棄的固體或半固體物質(zhì)。

“廢棄物”只是相對而言的概念，在某種條件下為廢物的，在另一種條件下卻可能成為寶貴的原材料或另一種產(chǎn)品。因此，固體廢棄物的資源化，正為許多國家所重視。7.固體廢物第三十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日[來源]：①工業(yè)：冶金、采礦、燃料燃燒、化工廢渣、放射性廢物。②農(nóng)業(yè)：有機物、秸桿、糞便；③城市垃圾：生活、商業(yè)垃圾。紙、塑料、家具、玻璃。

全世界每年產(chǎn)生4.9億噸垃圾。中國目前（2009）城市生活垃圾堆存量達(dá)70億噸；2006年我國產(chǎn)生城市活垃圾1．35億噸，2008年，全國產(chǎn)生近1.5億噸城市垃圾，2009北京市產(chǎn)生生活垃圾1.57億噸。[危害]：侵占土地。不斷增加的產(chǎn)生量相當(dāng)迅速，許多城市利用大片地城郊邊緣的農(nóng)田來堆放它們污染土壤：。土壤是許多細(xì)菌、真菌等微生物聚居的場所，這些微生物在土壤功能的體現(xiàn)中起著重要的作用.。而未經(jīng)處理的有害固體廢物，經(jīng)過風(fēng)化、雨淋、地表徑流等作用，其有毒液體將滲入土壤，進(jìn)而殺死土壤中的微生物，破壞了土壤中的生態(tài)平衡，污染嚴(yán)重的地方甚至寸草不生。污染水體：垃圾滲濾液通過滲流和地表徑流進(jìn)入水體；污染大氣：釋放有害氣體[自燒、發(fā)酵等]，粒狀物隨風(fēng)飛揚。第三十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日固體廢棄物的種類及來源

類型主要組成物來源

工業(yè)廢物廢礦石、尾礦、磚瓦、爐渣、粉煤灰、煙塵礦山、冶金、煤炭、電力金屬、沙石、陶瓷、邊角料、涂料、廢木、塑料、橡膠、煙塵交通、機械、金屬結(jié)構(gòu)橡膠、皮革、塑料、布、纖維、染料、金屬、化學(xué)藥劑、木質(zhì)素橡膠、塑料、皮革、造紙、印刷、紡織服裝化學(xué)藥劑、金屬、塑料、陶瓷、玻璃、瀝青、油氈、石棉、涂料、絕緣材料石油、化工、儀器、儀表、電器金屬、水泥、粘土、陶瓷、石膏、石棉、沙石、紙、纖維、玻璃建筑

城市垃圾食物、紙屑、舊布料、破家具、金屬、玻璃、塑料、陶瓷、灰渣、碎磚瓦、糞便、包裝袋居民生活

廢管道、碎瓷磚、廢棄交通工具、廢電器、易燃、易爆、腐蝕性、放射性廢物、類似居民生活的各種廢物商業(yè)、機關(guān)磚瓦片、樹葉、金屬、灰渣、污泥、臟土、淤積物市政維護(hù)

農(nóng)業(yè)廢物稻草、秸稈、果皮菜葉、糠秕、樹枝落葉、廢塑料、人畜糞便、死畜禽、農(nóng)林、農(nóng)產(chǎn)品加工死魚蝦、貝殼、水產(chǎn)品加工廢水、塘泥水產(chǎn)放射性廢物具有放射性的金屬、廢渣、粉塵、污泥、器具和建筑材料等核工業(yè)、核電站、醫(yī)院、高校、科研所第三十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日固體廢棄物的特點

固體廢物主要有以下三個特點：

（1）資源性

（2）污染的“特殊性”

（3）嚴(yán)重的危害性第三十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日森林的作用：

對維系地球生態(tài)平衡、凈化空氣、涵養(yǎng)水源、保持水土、防風(fēng)固沙、調(diào)節(jié)氣候、吸塵滅菌、美化環(huán)境、消除噪音起著重要的不可替代的作用。（1）陸地上最豐富的物種基因庫和生產(chǎn)地。生物生產(chǎn)量占植物生產(chǎn)總量90%；它又是巨大的基因庫，每年提供數(shù)十億美元的貢獻(xiàn)。（2）維護(hù)和調(diào)節(jié)地球的生態(tài)平衡，具有涵養(yǎng)水源、防風(fēng)固沙、調(diào)節(jié)氣候、減少水土流失的功能。每年轉(zhuǎn)化550億噸的CO2。1hm2闊葉林每天吸收l000kgCO2，放出730kgO2，供1000人呼吸。（3）凈化環(huán)境的污染。能阻滯酸雨和吸收大氣中的污染物，每公頃云杉林可吸滯粉塵10．5t；森林還可降低噪聲，30m寬的林帶可衰減噪聲10～15dB；森林還分泌殺菌素。（4）生物資源、林業(yè)產(chǎn)品、化工原料的生產(chǎn)基地。8.森林和草原植被減少第三十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日現(xiàn)狀：現(xiàn)今，地球上僅存大約28億公頃森林和12億公頃稀疏林，地球上森林面積的覆蓋率約為27％,我國占世界森林面積的3％～4％。森林破壞的速度為每年1130萬公頃。

中國歷史上曾是個森林資源豐富的國家，但經(jīng)歷代的砍伐破壞已成為一個典型的少林國家。中國2005年的森林面積1.75億公頃，森林覆蓋率18.21%，但森林覆蓋率僅相當(dāng)于世界平均水平的61.52%，居世界第130位。

我國森林覆蓋率：1949年13％80年代11.5％2001年16.5％2005年18.2%

2010年20.3%人均占有相當(dāng)于世界人均的1／5.

“十二五”期間21.66%

我國天然草原覆蓋率41.7％，居世界第二位。人均占有草地為世界的一半。草原面積每年減少約0.17%.“三化”(退化、沙化、堿化)面積34.4%。第三十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日森林銳減主要原因(1)人口的壓力，世界人口75％以上集中在不發(fā)達(dá)的第三世界國家。他們的主要問題仍然是糧食和能源。為了有吃、有穿、有住、有柴燒，他們不得不向森林索取，毀林開荒，伐木為薪，致使大片的森林以驚人的速度消失。(2)森林銳減的第二位原因是濫伐樹木。人類開始大規(guī)模地利用熱帶木材是最近20～30年的事。發(fā)達(dá)國家近20年來熱帶木材進(jìn)口量增加了16倍，占世界木材、紙漿供給量的10％。發(fā)達(dá)國家為了保護(hù)自己國內(nèi)的木材資源轉(zhuǎn)向發(fā)展中國家索取。歐洲國家從非洲，美國從中南美洲，日本從東南亞進(jìn)口木材。日本政府不許用其本國林木資源生產(chǎn)一次性筷子，卻在我國東北、華北林區(qū)合資興建了數(shù)十家筷子工廠，大張旗鼓地進(jìn)行生產(chǎn)而后返銷日本，僅1996年一年，我國就向日本出口了200億雙一次性筷子！日本政府將用過的一次性筷子統(tǒng)一回收，制成上好的木漿紙出口，收回成本、賺取外匯。日本的森林覆蓋率是65％，而我國只有18％.(3)毀林燒柴是森林銳減的第三位原因。人類燃薪煮食取暖所使用的能量超過由水電站或核電站所產(chǎn)生的能量，根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的統(tǒng)計，人們?yōu)榱酥笫澈腿∨?，每年要砍伐燒毀的林區(qū)達(dá)2.2萬平方公里。而木柴中大部分能量均被浪費掉了。(4)另外，火災(zāi)頻繁、病蟲危害也是森林銳減的一個原因。

生命離不開綠色，人類離不開森林。第四十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日【1980～1990年全球平均每年損失森林995萬公頃，約等于一個韓國的面積?！?/p>

大量砍伐，植被破壞，水土流失，生態(tài)系統(tǒng)破壞。發(fā)生特大洪澇、旱災(zāi)、泥石流，大量泥砂擁入江河，蓄水能力下降?；謴?fù)一般要百年以上。1998.9起，停止四川天然林的采伐。[退耕還林]危害：第四十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日中國人工造林速度世界第一，2010年森林覆蓋率達(dá)20.3%2009年底，人工林保存總面積達(dá)到8億畝。我國實施了投資規(guī)模最大的退耕還林工程，工程總投入累計將達(dá)到5000多億元人民幣。實施10年來，完成退耕還林任務(wù)4.03億畝，相當(dāng)于再造了一個東北、內(nèi)蒙古國有林區(qū)我國公民持續(xù)開展了世界上規(guī)模最大的全民義務(wù)植樹運動。28年來參加義務(wù)植樹人次達(dá)115.2億，義務(wù)植樹538.5億株。成為世界上參與人數(shù)最多、成效最好的植樹運動。我國實施了時間跨度最長的三北防護(hù)林體系建設(shè)工程（始于1978年），工程實施期長達(dá)73年。實施30年來，累計造林保存面積3.67億畝，工程區(qū)森林覆蓋率由5.05%提高到10.51%。三北地區(qū)(東北、西北、華北)分布著4大沙漠和8大沙地，是我國沙漠化最嚴(yán)重的地區(qū)，也是我國防治沙漠化的核心區(qū)域。防沙治沙是三北防護(hù)系建設(shè)工程的主攻方向。第四十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會這樣定義：

“荒漠化是由于氣候變化和人類不合理的經(jīng)濟(jì)活動等因素使干旱、半干旱和具有干旱災(zāi)害的半濕潤地區(qū)的土地發(fā)生退化。”

土地開墾成農(nóng)田以后，生態(tài)環(huán)境就發(fā)生了根本的變化，稀疏的作物遮擋不住暴雨對土壤顆粒的沖擊；缺少植被而裸露的地表憑日曬風(fēng)吹，不斷地?fù)p失掉它的水分和肥沃的表層細(xì)土；單調(diào)的作物又吸收走了土壤中的某些無機和有機肥料，并隨收獲被帶出土壤生態(tài)系統(tǒng)以外，年復(fù)一年，不斷減少著土壤的肥力，導(dǎo)致土壤品質(zhì)惡化，于是水土流失便加速進(jìn)行。9.土地荒漠化第四十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日[原因]植被破壞、水體污染、土壤污染、生態(tài)失衡等引起土地荒漠化、鹽堿化，良田減少，生存空間擁擠，氣候異常。

與荒漠化有關(guān)的社會經(jīng)濟(jì)因素有：人口過剩、過度耕種、過度放牧、毀林和低下的灌溉水平。

【影響】土地荒漠化是全球性的環(huán)境災(zāi)害，它已影響到世界六大洲的100多個國家和地區(qū)，全球約有1/6的人口生活在這些地區(qū)。目前，全球荒漠化的面積已經(jīng)達(dá)3600萬平方公里，占整個地球陸地面積的1/4，全世界受荒漠化影響的國家有100多個，約9億人受到荒漠化的摧殘影響和威脅。全世界每年因荒漠化而遭受的損失達(dá)420億美元。第四十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日中國的荒漠化狀況：全國四分之一以上的國土荒漠化，每年荒漠化造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)540億元，平均每天損失近1.5億元，造成糧食損失每年高達(dá)30多億公斤

?；哪l(fā)生在干旱、半干旱和亞濕潤地區(qū)，2006年我國荒漠化面積為264萬平方公里，占國土總面積的27％

，相當(dāng)于14個廣東省的面積，是全國耕地總面積的兩倍多。主要分布：在西北大部、華北北部、東北西部及西藏北部?；哪娣e前三位的是：新疆：104.4萬Km2、內(nèi)蒙：65.9萬Km2、西藏：43.6萬Km2；荒漠化類型：風(fēng)蝕荒漠化、水蝕荒漠化、凍融荒漠化、鹽漬荒漠化。第四十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日10.生物多樣性減少

各種環(huán)境破壞，導(dǎo)致物種滅絕。人類活動占據(jù)生物空間(人口眾多)。地球上大約1000萬～3000萬的物種。維持生態(tài)平衡、提供糧食、工業(yè)原料、凈化環(huán)境、涵養(yǎng)水源、降解有毒有害污染物。物種多樣性銳減表現(xiàn)為物種滅絕和消失。400年來，人類活動引起700多個物種的滅絕。

其中，19世紀(jì)前、19世紀(jì)、近50年各滅絕1／3。20世紀(jì)最后10年滅絕的比前90年所滅絕的物種總和還多。物種滅絕的速度是形成速度的100萬倍，地球生物多樣性的1／4在未來25年里有被消滅的危險。原因：①森林采伐，過度放牧引起草場退化；②工業(yè)、旅游、城市的無控制發(fā)展，生物資源的過分利用；③環(huán)境污染；④各種干擾的累加效應(yīng)。第四十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日全球范圍內(nèi)：

目前地球上生物多樣性損失的速度比歷史上任何時候都快，鳥類和哺乳動物現(xiàn)在的滅絕速度是它們在未受干擾的自然界中的100倍至1000倍。

近兩千年來，全世界約110多種獸類和130多種鳥類從地球上消失了。據(jù)“國際自然與自然資源保護(hù)同盟”的資料，自1850年以來的160多年時間里，人類已使75種鳥類和哺乳動物絕種，使359種鳥類和297種獸類動物面臨滅絕的危險。據(jù)估計，現(xiàn)在全世界有2500種植物和1000多種脊椎動物瀕于滅絕的危險。第四十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日中國：中國瀕bīn臨滅絕的動物有400多種，如：大熊貓、老虎、金絲猴、丹頂鶴、長臂猿、白鰭豚（一個由6國科學(xué)家組成的聯(lián)合調(diào)查組2006年12月13日遺憾地宣布白鰭豚已滅絕）等；中國瀕臨滅絕的植物有121種，如：荷葉鐵線蕨、海南粗榧、人參等。

第四十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日三）環(huán)境學(xué)科的誕生

“環(huán)境學(xué)科”是隨著環(huán)境問題的日趨突出而產(chǎn)生的一門新興的綜合性邊緣學(xué)科。它經(jīng)歷了20世紀(jì)60年代的醞釀階段，到20世紀(jì)70年代初期從零星的環(huán)境保護(hù)的研究工作與實踐逐漸發(fā)展成為一門獨立的新興學(xué)科。四）環(huán)境學(xué)科的任務(wù)研究人與自然這對矛盾的由來、發(fā)展和解決。環(huán)境科學(xué)的任務(wù)在于揭示人類與環(huán)境之間的辯證關(guān)系，掌握環(huán)境變化的內(nèi)在規(guī)律，以達(dá)到保護(hù)環(huán)境、改造環(huán)境、美化環(huán)境的目的，促使人類的健康和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。第四十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日環(huán)境科學(xué)的主要任務(wù)是：

第一，探索全球范圍內(nèi)環(huán)境演化的規(guī)律。第二，揭示人類活動同自然生態(tài)之間的關(guān)系。第三，探索環(huán)境變化對人類生存的影響。第四，研究區(qū)域環(huán)境污染綜合防治的技術(shù)措施和管理措施。第五十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日……五）環(huán)境學(xué)科的體系第五十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日二、環(huán)境污染與環(huán)境工程學(xué)

1、“環(huán)境工程學(xué)”的任務(wù)利用環(huán)境學(xué)科與工程學(xué)的方法，研究環(huán)境污染控制理論、技術(shù)、措施和政策，以改善環(huán)境質(zhì)量，保證人類的身體健康、舒適的生存和社會的可持續(xù)發(fā)展。2“環(huán)境工程學(xué)”的研究內(nèi)容

環(huán)境工程學(xué)是環(huán)境科學(xué)的一個分支。它主要研究運用工程技術(shù)和有關(guān)學(xué)科的原理和方法，保護(hù)和合理利用自然資源，防治環(huán)境污染，以改善環(huán)境質(zhì)量的學(xué)科。環(huán)境工程的主要內(nèi)容包括大氣污染防治工程、水污染防治工程、固體廢物的處理和利用、物理性污染控制如噪聲、熱污染源、輻射污染、振動等）、環(huán)境監(jiān)測與評價、生態(tài)修復(fù)、清潔生產(chǎn)、環(huán)境規(guī)劃與管理、環(huán)境污染綜合防治、環(huán)境系統(tǒng)工程等

。

第五十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日環(huán)境工程學(xué)環(huán)境凈化與污染防治技術(shù)及原理生態(tài)修復(fù)與構(gòu)建技術(shù)及原理清潔生產(chǎn)理論及技術(shù)原理環(huán)境規(guī)劃管理與環(huán)境系統(tǒng)工程環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境質(zhì)量評價水質(zhì)凈化與水污染控制工程空氣凈化與大氣污染控制工程固體廢棄物處理處置與管理物理性污染防治工程土壤凈化與污染防治技術(shù)廢物資源化技術(shù)3.環(huán)境工程學(xué)的學(xué)科體系

第五十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日三、

環(huán)境凈化與污染控制技術(shù)概述1、水質(zhì)凈化與水污染控制技術(shù)2、空氣凈化與大氣污染控制技術(shù)3、固體廢棄物處理處置與管理4、物理性污染控制技術(shù)5、土壤凈化與污染控制技術(shù)

第五十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日水的物理處理法1.水質(zhì)凈化與水污染控制技術(shù)第五十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日水的化學(xué)處理法第五十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日水的生物處理法第五十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日2.空氣凈化與大氣污染控制技術(shù)第五十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日3.土壤凈化與污染控制技術(shù)第五十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日4.固體廢棄物處理處置技術(shù)第六十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日5物理性污染控制技術(shù)物理性污染的種類：噪聲、電磁輻射、振動、熱污染等。物理性污染控制技術(shù)：隔離、屏蔽、吸收、消減技術(shù)等。

第六十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日6廢物資源化技術(shù)廢物的資源化途徑：物質(zhì)的再生利用、能源轉(zhuǎn)化第六十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日環(huán)境污染問題的特點及其對環(huán)境工程專業(yè)人才的要求污染控制技術(shù)的多樣性和復(fù)雜性污染地區(qū)的社會、經(jīng)濟(jì)條件的多樣性綜合性、復(fù)雜性污染物的種類、濃度與組合地域特征時間特征環(huán)境污染的復(fù)雜性環(huán)境領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才的知識結(jié)構(gòu)？（系統(tǒng)的專業(yè)理論基礎(chǔ)、良好的素質(zhì)和綜合能力）四、環(huán)境凈化與污染控制技術(shù)原理

第六十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

水質(zhì)凈化與水污染控制技術(shù)、空氣凈化與大氣污染控制技術(shù)、固體廢棄物處理處置與管理、物理性污染控制技術(shù)、土壤凈化與污染控制技術(shù)

上述控制技術(shù)的原理？

分離技術(shù)、隔離技術(shù)、轉(zhuǎn)化技術(shù)第六十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日焚燒、堆肥技術(shù)第六十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日四、《環(huán)境工程原理》的主要研究內(nèi)容1、目的

利用隔離、分離、轉(zhuǎn)化等技術(shù)原理，通過工程手段，實現(xiàn)污染物的高效、快速去除。

大氣污染：如何實現(xiàn)SO2的高效、快速去除？海洋石油污染？第六十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日2.《環(huán)境工程原理》的研究內(nèi)容

環(huán)境凈化與污染控制工程的基本理論和技術(shù)原理（主要包括污染物分離與轉(zhuǎn)化的宏觀機理、微觀過程）及其工程設(shè)計計算的基本理論。宏觀機理分離（沉降、過濾，吸附、吸收、膜分離）轉(zhuǎn)化（化學(xué)轉(zhuǎn)化、生物轉(zhuǎn)化）微觀過程：宏觀現(xiàn)象（機理）的產(chǎn)生機制與微觀步驟設(shè)計計算基本理論：污染物凈化裝置的設(shè)計計算理論第六十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日3.《環(huán)境工程原理》與其它學(xué)科的關(guān)系環(huán)境工程原理化工原理傳遞過程原理原理流體力學(xué)工程學(xué)環(huán)境工程原理化工原理傳遞過程原理反應(yīng)工程流體力學(xué)生物工程工程學(xué)第六十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日（1）環(huán)境工程原理基礎(chǔ)：重點闡述工程學(xué)的基本概念和基本理論，主要內(nèi)容有物料與能量守恒原理、流體流動（流體力學(xué)）以及熱量與質(zhì)量傳遞過程的基本理論等。（2）分離過程原理：主要闡述沉淀、過濾、吸收、吸附、離子交換、膜分離等基本分離過程的機理和基本設(shè)計計算理論。（3）反應(yīng)工程原理：主要闡述化學(xué)與生物反應(yīng)計量學(xué)及動力學(xué)、各類化學(xué)與生物反應(yīng)器的解析與設(shè)計理論等。4.本課程的主要內(nèi)容第六十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日在環(huán)境污染控制工程領(lǐng)域，無論是水處理、廢氣處理和固體廢棄物處理處置，還是給水排水管道工程，都涉及流體流動、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞現(xiàn)象。流體流動：輸送流體、沉降分離流體中顆粒物，污染物的過濾分離等熱量傳遞：加熱、冷卻、干燥、蒸發(fā)以及管道、設(shè)備的保溫等質(zhì)量傳遞：吸收、吸附、吹脫、膜分離以及生物、化學(xué)反應(yīng)等系統(tǒng)掌握流體流動和熱量傳遞、質(zhì)量傳遞過程的基礎(chǔ)理論，對優(yōu)化污染物的分離和轉(zhuǎn)化過程、提高污染控制工程的效率具有重要意義第七十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第二章

質(zhì)量衡算與能量衡算第七十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日本章主要內(nèi)容

第一節(jié)

常用物理量（自學(xué)）

第二節(jié)質(zhì)量衡算（重點）第三節(jié)能量衡算（重點）

第七十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第二節(jié)質(zhì)量衡算一、質(zhì)量衡算的基本概念1.質(zhì)量衡算2.衡算的系統(tǒng)（范圍）（總衡算、微分衡算）衡算的對象衡算的基準(zhǔn)3.穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)與非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)第七十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第七十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日二、總質(zhì)量衡算（物料衡算）1.以物料的全部組分為衡算對象

在一定時間t內(nèi)：輸入物料量－輸出物料量=積累量

m1-m2=Δm

單位時間：輸入速率－輸出速率=積累速率第七十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日2.

以某種元素或某種物質(zhì)為衡算對象第七十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日輸入量－輸出量＋轉(zhuǎn)化量=積累量單位時間：輸入速率－輸出速率＋轉(zhuǎn)化速率=積累速率

質(zhì)量衡算的一般方程：第七十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日轉(zhuǎn)化速率或反應(yīng)速率：

單位時間因生物反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)而轉(zhuǎn)化的質(zhì)量。

在環(huán)境工程中，污染物的生物降解經(jīng)常被視為一級反應(yīng)，即污染物的降解速率與其濃度成正比。假設(shè)體積V中可降解物質(zhì)的濃度均勻分布，則第七十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日質(zhì)量衡算方程的應(yīng)用第七十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日質(zhì)量衡算方程的應(yīng)用1.需要劃定衡算的系統(tǒng)2.要確定衡算的對象3.確定衡算的基準(zhǔn)4.繪制質(zhì)量衡算系統(tǒng)圖5.注意單位要統(tǒng)一

第八十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日(一)穩(wěn)態(tài)非反應(yīng)系統(tǒng)第八十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日第八十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日污染物的輸入速率

qm1=ρ1qv1+ρ2qv2+…+ρnqvn污染物的輸出速率

qm2=ρmqvmqvm=qv1+qv2+…+qvn第八十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日課堂練習(xí)

一條河流的上游流量為10.0m3/s，氯化物的質(zhì)量濃度為20.0mg/L，有一條支流匯入，流量為5.0m3/s，其氯化物質(zhì)量濃度為40.0mg/L。視氯化物為不可降解物質(zhì)，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，計算匯合點下游河水中的氯化物質(zhì)量濃度（假設(shè)在該點流體完全混合。）第八十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日氯化物的輸出速率為氯化物的輸入速率為解：首先劃定衡算系統(tǒng)，繪制質(zhì)量平衡圖第八十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日某污水處理工藝中含有沉淀池和濃縮池，沉淀池用于去除水中的懸浮物，濃縮池用于將沉淀的污泥進(jìn)一步濃縮，濃縮池的上清液返回到沉淀池中。污水流量為5000m3/d，懸浮物含量為200mg/L，沉淀池出水中懸浮物質(zhì)量濃度為20mg/L，沉淀污泥的含水率為99.8%，進(jìn)入濃縮池停留一定時間后，排出的污泥含水率為96%，上清液中的懸浮物含量為100mg/L。假設(shè)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，過程中沒有生物作用。求整個系統(tǒng)的污泥產(chǎn)量和排水量，以及濃縮池上清液回流量。污水的密度為1000kg/m3。

課堂練習(xí)第八十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日？根據(jù)需要首先劃定衡算系統(tǒng)

ρ0ρ1ρ2ρ4ρ3？第八十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日已知=5000m3/d，＝200mg/L，＝20mg/L，＝(100-96)/(100/1000)＝40g/L＝40000mg/L＝(100-99.8)/(100/1000)＝2g/L＝2000mg/L＝100mg/L污泥含水率為污泥中水和污泥總量的質(zhì)量比，因此污泥中懸浮物含量為

(1)求污泥產(chǎn)量以沉淀池和濃縮池的整個過程為衡算系統(tǒng)，懸浮物為衡算對象，因系統(tǒng)穩(wěn)定運行，輸入系統(tǒng)的懸浮物量等于輸出的量。第八十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日輸入速率：輸出速率：=22.5m3/d＝4977.5m3/dρ0ρ1ρ2ρ4ρ3第八十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日(2)濃縮池上清液量取濃縮池為衡算系統(tǒng)，懸浮物為衡算對象輸入速率輸出速率=450m3/d＝472.5m3/dρ0ρ1ρ2ρ4ρ3污泥含水率從99.8％降至96％,污泥體積由472.5m3/d減少為22.5m3/d,相差20倍。第九十頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日(二)穩(wěn)態(tài)反應(yīng)系統(tǒng)第九十一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日課堂練習(xí)一個湖泊的容積為10.0×106m3。有一流量為5.0m3/s、污染物濃度為10.0mg/L的受污染支流流入該湖泊.同時，還有一污水排放口將污水排入湖泊，污水流量為0.5m3/s，質(zhì)量濃度為100mg/L。污染物的降解速率常數(shù)為0.20d-1。假設(shè)污染物質(zhì)在湖泊中完全混合，且湖水不因蒸發(fā)等原因增加或者減少。求穩(wěn)態(tài)情況下流出的湖水污染物的質(zhì)量濃度。第九十二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

第九十三頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日解：假設(shè)完全混合意味著湖泊中的污染物質(zhì)量濃度等于流出水中的污染物質(zhì)量濃度輸入速率輸出速率

降解速率第九十四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日課堂練習(xí)在一個大小為500m3的會議室里面有50個吸煙者，每人每小時吸兩支香煙。每支香煙散發(fā)1.4mg的甲醛。甲醛轉(zhuǎn)化為二氧化碳的反應(yīng)速率常數(shù)為k＝0.40h-1。新鮮空氣進(jìn)入會議室的流量為1000m3/h，同時室內(nèi)的原有空氣以相同的流量流出。假設(shè)混合完全，估計在25℃、101.3KPa的條件下，甲醛的穩(wěn)態(tài)質(zhì)量濃度。并與造成眼刺激的起始體積分?jǐn)?shù)0.05×10-6相比較。第九十五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日

第九十六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日輸入速率輸出速率降解速率＝50×2×1.4＝140mg/h＝1000×ρ＝1000ρmg/h第九十七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日(三)非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)第九十八頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日練習(xí)

一圓筒形儲罐，直徑為0.8m。罐內(nèi)盛有2m深的水。在無水源補充的情況下，打開底部閥門放水。已知水流出的質(zhì)量流量與水深Z的關(guān)系為求：經(jīng)過多長時間后，水位下降至1m？kg/s，第九十九頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日解：根據(jù)質(zhì)量衡算方程kg/skgt=1518s

第一百頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日各種情況下的質(zhì)量衡算穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)

組分發(fā)生反應(yīng)組分不發(fā)生反應(yīng)以某組分為對象以全部組分為對象以總質(zhì)量表示以單位時間質(zhì)量表示第一百零一頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日水預(yù)熱系統(tǒng)生活污水處理：用熱水或蒸汽加熱水燃燒電廠的廢熱：用冷水吸收——水吸收熱量溫度升高——冷卻水吸收熱量溫度升高用量？加熱時間？流量？溫度？第三節(jié)能量衡算一、能量衡算方程第一百零二頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日流體輸送中，通過水泵對水做功，將水提升到高處流體在管道中流動，由于黏性產(chǎn)生摩擦力，消耗機械能，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃康谝话倭闳?，共一百二十二頁?022年，8月28日

任何系統(tǒng)經(jīng)過某一過程時，其內(nèi)部能量的變化等于該系統(tǒng)從環(huán)境吸收的熱量與它對外所作的功之差，即物料從外界吸收的熱量物料對外界所作的功系統(tǒng)內(nèi)部物料能量的變化

系統(tǒng)內(nèi)能量的變化＝（輸出系統(tǒng)的物料的總能量）－（輸入系統(tǒng)的物料的總能量）＋（系統(tǒng)內(nèi)物料能量的積累）第一百零四頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日能量衡算方程：（輸出系統(tǒng)的物料的總能量）－（輸入系統(tǒng)的物料的總能量）＋（系統(tǒng)內(nèi)能量的積累）＝（系統(tǒng)從外界吸收的熱量）－（對外界所作的功）對于單位時間：（單位時間輸出系統(tǒng)的物料帶出的總能量）－（單位時間輸入系統(tǒng)的物料帶入的總能量）＋（單位時間系統(tǒng)內(nèi)能量的積累）＝（單位時間系統(tǒng)從外界吸收的熱量）－（單位時間對外界所作的功）第一百零五頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日單位時間輸出系統(tǒng)的物料的焓值總和，即物料帶出的能量總和單位時間輸入系統(tǒng)的物料的焓值總和，即物料帶入的能量總和單位時間系統(tǒng)內(nèi)能量的積累

單位時間環(huán)境輸入系統(tǒng)的熱量，即系統(tǒng)的吸熱量

熱量衡算方程

二、熱量衡算方程第一百零六頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日焓值是溫度與物態(tài)的函數(shù)，因此進(jìn)行衡算時除選取時間基準(zhǔn)外，還需要選取物態(tài)與溫度基準(zhǔn)，通常以273K物質(zhì)的液態(tài)為基準(zhǔn)。第一百零七頁，共一百二十二頁，2022年，8月28日封閉系統(tǒng)——與外界環(huán)境沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng)

大氣層、其他的封閉系統(tǒng)、